内容正文:
专题09圆周角.圆内接四边形及正多边形暑假预习讲义
· 定义:掌握圆周角定义,对比圆心区分顶点位置,能精准识别图形中的圆周角;
· 定理:理解圆周角定理:同弧所对圆周角等于圆心角的一半,理清推导逻辑;
· 推论:熟记两条推论:同(等)弧圆周角相等;直径对应直角、直角对应直径;
· 辅助:掌握固定辅助线技巧:看到直径连接圆上一点构造直角三角形;
· 计算:结合垂径、圆心角定理完成线段、角度综合计算;
· 疑点:标注优弧、劣弧带来圆周角多解类疑问,课堂重点突破;
· 性质:牢记圆内接四边形对角互补、任意外角等于内对角,用于角度求值、等角证明;
· 模型:掌握正多边形全套概念、角度公式,利用半径、边心距、半边长直角三角形结合勾股计算;
· 综合:分清三类知识点适用场景,梳理易混淆概念、易错题型,带着疑问听课。
预习必备
知识梳理
1.圆周角定义
2.圆周角定理及推论
3.圆内接四边形
4.正多边形及有关概念
5.正多边形有关计算
6.高频易错点汇总
常考题型
精讲精练
1.圆周角概念辨析及运算
2.圆周角定理
3.同弧或等弧所对的圆周角相等
4.半圆所对圆周角是直角
5.90度圆周角所对的弦是直径
6.由圆内接四边形求角度
7.求四边形外接圆的直径
8.求正多边形的中心角
9.由正多边形的中心角求边数
10.正多边形和圆综合
11.尺规作图-正多边形
强化题型
解答题9题
知识点01:圆周角定义
顶点在圆上,且角的两边都与圆相交的角叫做圆周角。
两大判定条件(缺一不可)
①顶点必须落在圆周上; ②角的两条边都和圆存在另一个交点(两边与圆相交)。
圆周角与圆心角对比表
角的名称
顶点位置
核心特征
圆心角
圆心
两边过圆上两点,度数等于所对弧的度数
圆周角
圆周上
两边与圆相交,度数等于所对弧度数的一半
知识点02:圆周角定理及推论(高频考点)
1.圆周角定理
圆周角的度数等于它所对弧上的圆心角度数的一半,同弧或等弧所对的圆周角相等。
一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半。 如图,∠ABC = ∠AOC
同弧或等弧所对的圆周角相等。如图
2.圆周角定理的推论
半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90 的圆周角所对的弦是直径。
如上图, AB 是直径∠ACB = ∠ADB = 90 ∠ACB = 90 AB 是直径
知识点03:圆内接四边形专项知识点(独立考点,填空、证明高频)
定义:四个顶点都在同一个圆上的四边形,叫做圆内接四边形,这个圆称为四边形的外接圆。
性质 (核心):圆内接四边形的对角互补,即对角相加等于 180°。
圆内接四边形对角互补(ABCD内接于⊙O⇒∠A+∠C=180∘,∠B+∠D=180∘)
反向判定:如果一个四边形对角互补,则该四边形四个顶点四点共圆。
解题应用:已知四边形三个内角,快速求第四个角;利用外角相等证明三角形相似、角度等量代换。
知识点 04: 正多边形及有关概念
1.各边相等,各角也相等的多边形叫做正多边形。
2.圆内接正多边形:把圆分成 n(n≥3) 等份,依次连接各等分点得到的多边形就是这个圆的内接正 n 边形,这个圆就是这个正 n 边形的外接圆。
3.与正多边形有关的概念
(1)中心,即正多边形的外接圆的圆心;
(2)半径,即正多边形的外接圆的半径;
(3)中心角,即正多边形每一边所对的圆心角;
(4)边心距,即中心到正多边形的一边的距离。
知识点 05: 正多边形的有关计算
知识点06:综合解题思路汇总
1.求角度:优先圆周角定理、圆内接四边形对角互补 / 外角性质;
2.求线段、半径、边长:直径造直角、正多边形勾股直角模型;
3.证明等角:同弧圆周角相等、圆内接四边形外角等于内对角;
4.证明四点共圆:一组对角互补。
知识点07:高频易错汇总
1.圆周角忽略优弧劣弧双解情况;
2.圆内接四边形性质套用到普通四边形;
3.正多边形判定遗漏 “边、角同时相等” 两个条件;
4.正多边形计算忘记边长取一半再用勾股定理。
题型1.圆周角概念辨析及运算
【典例】如图,所对的圆周角是___________,所对的圆周角是___________.
【跟踪专练1】图中是圆周角的是( )
A.B.C.D.
【跟踪专练2】如图,直线经过的圆心 ,且与交于两点,点在上,且 ,点是直线上的一个动点 (与圆心不重合), 直线与相交于另一点,如果,则____.
【跟踪专练3】如图所示,已知是半圆的直径,O为圆心,点C在上,于点D.若,则的长为()
A.8 B.10 C.4 D.5
题型2.圆周角定理
【典例】如图,在中,,是上一点,则______.
【跟踪专练1】如图,是的直径,C是上一点.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,,都是的半径,,平分,则________°.
【跟踪专练3】如图,点A、B、C、D为上的点,四边形是菱形,则的度数是()
A. B. C. D.
题型3.同弧或等弧所对的圆周角相等
【典例】如图,,均在圆上,,则______.
【跟踪专练1】如图,是的直径,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,是的直径,,则的度数为______.
【跟踪专练3】如图,内接于,是的直径,与交于点.若,,则( )
A. B. C. D.
题型4.半圆所对圆周角是直角
【典例】如图所示,在中,,以为直径作半圆O,交于点D,交于点E.若,,则的长为______.
【跟踪专练1】如图,是的直径,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,点,,,在上,是的直径,,则的度数为________.
【跟踪专练3】如图,是的内接三角形,是的直径,点为边上不与点,重合的任意一点,连接.若,则的度数可能为( )
A. B. C. D.
题型5.90度圆周角所对的弦是直径
【典例】下列图形中,线段是所在圆的直径的是( )
A. B.
C. D.
【跟踪专练1】如图,以点为中心的量角器与直角三角板ABC按如图方式摆放,量角器的直径与直角三角板的斜边重合,如果点在量角器上对应的刻度为,连接.那么_______.
【跟踪专练2】我国古代数学名著《九章算术》中有这样一道题:“今有圆材,径二尺五寸.欲为方版,令厚七寸,问广几何?”其大意是:今有圆形板材(如图所示的),直径为25寸,要做成矩形板材,矩形的顶点均在上,使其宽达到7寸,则的长是______寸.
【跟踪专练3】如图,四边形中,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
题型6.由圆内接四边形求角度
【典例】如图,四边形内接于,若,则的度数为_________ .
【跟踪专练1】如图,四边形是的内接四边形,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,C是以为直径的上一点,点D在上,,则_______.
【跟踪专练3】如图,点,,,在上,,则的度数是( )
A. B. C. D.
题型7.求四边形外接圆的直径
【典例】如图,将正方形放在边长为的正方形网格中,点,,,均落在格点上,能够完全覆盖正方形的最小圆面的半径是______.
【跟踪专练1】如图,四边形的四个顶点均在上,,若是的中点,且,,则的半径为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】在菱形中,,,的两边分别交边、于点E、F,且,记的外心为点P,则P、C两点间的最小距离为_____________.
【跟踪专练3】如图,四边形内接于,是直径,连接、若,点到的距离为,则的半径长为( )
A.2 B.6 C.4 D.8
题型8.求正多边形的中心角
【典例】第四套人民币中1角硬币采用了圆内接九边形的独特设计.九边形设计呼应了中国传统文化中“九”为尊数的概念,这个正九边形的中心角等于_____°.
【跟踪专练1】如果一个正多边形的内角等于中心角的3倍,那么这个正多边形是( )
A.正三角形 B.正四边形 C.正六边形 D.正八边形
【跟踪专练2】如图,有一个亭子,它的地基是边长为的正六边形,则这个正六边形地基的面积是_________(计算结果保留根号).
【跟踪专练3】如图,是的内接正边形的一边,点在上.若,则的值是( )
A.10 B.12 C.14 D.15
题型9.由正多边形的中心角求边数
若【典例】一个正多边形中心角的度数为,则这个正多边形的边数是_________.
【跟踪专练1】如图,是的内接正边形的一边,点在上,,则的值为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,是的内接正多边形的一条边,连接、,,则这个正多边形的边数为___________.
【跟踪专练3】如图,在正边形中,,则的值是( )
A.8 B.9 C.10 D.18
题型10.正多边形和圆综合
【典例】高港传统建筑中的“斗拱”构件蕴含有丰富的几何知识.某正方形斗拱构件的边长为2,其内切圆的面积为______.(结果保留π)
【跟踪专练1】在中国传统文化中,“六”是一个吉祥的数字,六边形因此天然承载了美好的祝愿.如图,正六边形内接于,若正六边形的周长为,则的半径为( )
A. B. C. D.
【跟踪专练2】如图,正方形是的内接正方形,点P是劣弧上不同于点C的任意一点,则的度数是___________.
【跟踪专练3】如图,把(不完整)分成相等的n段弧,其中,,是其中的三个等分点,连接,.若,依次连接各等分点得到的图形为( )
A.正十边形 B.正九边形 C.正八边形 D.正六边形
题型11.尺规作图-正多边形
【典例】如图,已知,求作:内接正六边形,以下是甲、乙两同学的作业:
甲:①先作直径;②作的垂直平分线交于点、;③作的垂直平分线交于点、;④依次连接,六边形即为所求(如图①).
乙:①上任取点,以点为圆心,为半径画弧,交于点;②以点为圆心,为半径画弧交于点;③同上述作图方法逆时针作出点、、;④依次连接,多边形即为正六边形(如图②).
对于两人的作业,下列说法正确的是( )
A.两人都不对 B.甲对,乙不对 C.两人都对 D.甲不对,乙对
【跟踪专练1】我们可以只用圆规将圆等分,例如:将圆六等分,只需在上任取点A,从点A开始,以的半径为半径,在上依次截取点B,C,D,E,F,从而点A,B,C,D,E,F把六等分.下列可以只用圆规将圆等分的是( ).
①两等分; ②三等分; ③四等分.
A.② B.①② C.①③ D.①②③
【跟踪专练2】如图,、、是上顺次三点,若、、分别是内接正三角形、正方形、正边形的一边,则______.
【跟踪专练3】如图,正八边形ABCDEFGH内接于☉O,点P是上的任意一点,则∠CPE的度数为____.
解答题
1.如图,试列举出中的一条直径、两条半径、三条弦、三段弧、三个圆周角和三个圆心角.
2.如图,是的外接圆,为直径,点D在上,且,延长交于点E,连接,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长.
3.如图,在中,直径与弦相交于点P,,.
(1)求的大小;
(2)已知圆心O到的距离为4,求的长.
4.如图,为的直径,,为圆上的两点,,交于点.
(1)求证:;
(2)若,,求的半径.
5.四边形中,.
(1)如图1,经过、、三点作,求证:点在上;
(2)如图2,连结、,若,求证:.
6.如图,四边形内接于,于E,平分,延长交于F,分别交,于G,H.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
7.中国古代窗户的设计体现了深厚的文化和智慧,如图所示的是一个正八边形窗户示意图,点是该正八边形的中心,分别为边的中点.连接,求的度数.
8.如图,正六边形内接于为上一点,连接.
(1)求的度数;
(2)当点为的中点时,是的内接正边形的一边,求的值.
9.解决以下问题
(1)如图1,等腰内接于,,,连接并延长交于点D,交于点H.请你仅使用无刻度的直尺在图1中作出一个正六边形,保留作图痕迹(作图过程用虚线表示,作图结果用实线表示);
(2)如图2,是的外接圆,,P是⊙O上一点,请你只用无刻度的直尺,在⊙O上画一点D,使得平分;
(3)如图3,在5×5的网格中,的三个顶点都在格点上,圆是的外接圆,只用无刻度的直尺在图3中上画出点F(点F不与点C重合),使得.
试卷第1页,共3页
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专题09圆周角.圆内接四边形及正多边形暑假预习讲义
· 定义:掌握圆周角定义,对比圆心区分顶点位置,能精准识别图形中的圆周角;
· 定理:理解圆周角定理:同弧所对圆周角等于圆心角的一半,理清推导逻辑;
· 推论:熟记两条推论:同(等)弧圆周角相等;直径对应直角、直角对应直径;
· 辅助:掌握固定辅助线技巧:看到直径连接圆上一点构造直角三角形;
· 计算:结合垂径、圆心角定理完成线段、角度综合计算;
· 疑点:标注优弧、劣弧带来圆周角多解类疑问,课堂重点突破;
· 性质:牢记圆内接四边形对角互补、任意外角等于内对角,用于角度求值、等角证明;
· 模型:掌握正多边形全套概念、角度公式,利用半径、边心距、半边长直角三角形结合勾股计算;
· 综合:分清三类知识点适用场景,梳理易混淆概念、易错题型,带着疑问听课。
预习必备
知识梳理
1.圆周角定义
2.圆周角定理及推论
3.圆内接四边形
4.正多边形及有关概念
5.正多边形有关计算
6.高频易错点汇总
常考题型
精讲精练
1.圆周角概念辨析及运算
2.圆周角定理
3.同弧或等弧所对的圆周角相等
4.半圆所对圆周角是直角
5.90度圆周角所对的弦是直径
6.由圆内接四边形求角度
7.求四边形外接圆的直径
8.求正多边形的中心角
9.由正多边形的中心角求边数
10.正多边形和圆综合
11.尺规作图-正多边形
强化题型
解答题9题
知识点01:圆周角定义
顶点在圆上,且角的两边都与圆相交的角叫做圆周角。
两大判定条件(缺一不可)
①顶点必须落在圆周上; ②角的两条边都和圆存在另一个交点(两边与圆相交)。
圆周角与圆心角对比表
角的名称
顶点位置
核心特征
圆心角
圆心
两边过圆上两点,度数等于所对弧的度数
圆周角
圆周上
两边与圆相交,度数等于所对弧度数的一半
知识点02:圆周角定理及推论(高频考点)
1.圆周角定理
圆周角的度数等于它所对弧上的圆心角度数的一半,同弧或等弧所对的圆周角相等。
一条弧所对的圆周角等于它所对的圆心角的一半。 如图,∠ABC = ∠AOC
同弧或等弧所对的圆周角相等。如图
2.圆周角定理的推论
半圆(或直径)所对的圆周角是直角,90 的圆周角所对的弦是直径。
如上图, AB 是直径∠ACB = ∠ADB = 90 ∠ACB = 90 AB 是直径
知识点03:圆内接四边形专项知识点(独立考点,填空、证明高频)
定义:四个顶点都在同一个圆上的四边形,叫做圆内接四边形,这个圆称为四边形的外接圆。
性质 (核心):圆内接四边形的对角互补,即对角相加等于 180°。
圆内接四边形对角互补(ABCD内接于⊙O⇒∠A+∠C=180∘,∠B+∠D=180∘)
反向判定:如果一个四边形对角互补,则该四边形四个顶点四点共圆。
解题应用:已知四边形三个内角,快速求第四个角;利用外角相等证明三角形相似、角度等量代换。
知识点 04: 正多边形及有关概念
1.各边相等,各角也相等的多边形叫做正多边形。
2.圆内接正多边形:把圆分成 n(n≥3) 等份,依次连接各等分点得到的多边形就是这个圆的内接正 n 边形,这个圆就是这个正 n 边形的外接圆。
3.与正多边形有关的概念
(1)中心,即正多边形的外接圆的圆心;
(2)半径,即正多边形的外接圆的半径;
(3)中心角,即正多边形每一边所对的圆心角;
(4)边心距,即中心到正多边形的一边的距离。
知识点 05: 正多边形的有关计算
知识点06:综合解题思路汇总
1.求角度:优先圆周角定理、圆内接四边形对角互补 / 外角性质;
2.求线段、半径、边长:直径造直角、正多边形勾股直角模型;
3.证明等角:同弧圆周角相等、圆内接四边形外角等于内对角;
4.证明四点共圆:一组对角互补。
知识点07:高频易错汇总
1.圆周角忽略优弧劣弧双解情况;
2.圆内接四边形性质套用到普通四边形;
3.正多边形判定遗漏 “边、角同时相等” 两个条件;
4.正多边形计算忘记边长取一半再用勾股定理。
题型1.圆周角概念辨析及运算
【典例】如图,所对的圆周角是___________,所对的圆周角是___________.
【答案】
【分析】根据圆周角的定义即可解答.
【详解】解:如图,
所对的圆周角是,
所对的圆周角是.
故答案为:;.
【点睛】本题考查了圆周角,顶点在圆周上,并且两边都和圆相交的角叫做圆周角.
【跟踪专练1】图中是圆周角的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【分析】本题考查圆周角定义,掌握相关知识是解决问题的关键.角的顶点在圆上,角的两边是圆的两条弦,这样的角是圆周角.
【详解】解:根据圆周角的定义,只有A选项符合,
故选:A.
【跟踪专练2】如图,直线经过的圆心 ,且与交于两点,点在上,且 ,点是直线上的一个动点 (与圆心不重合), 直线与相交于另一点,如果,则____.
【答案】40°、20°、100°
【分析】点P是直线l上的一个动点,因而点P与线段AO有三种位置关系,在线段上,点P在延长线上,点P在的延长线上.分这三种情况进行讨论即可.
【详解】解:①根据题意,画出图1,
在中,,
∴,
在中,
∴
又∵
∴
在中,
即
整理得,
∴ .
②当P在线段的延长线上,如图2
在中,
把①②代入③得 则
∴
③当P在线段的反向延长线上,如图3,
①②③④联立得
故答案为:40°、20°、100°.
【点睛】本题主要考查了圆的认识及等腰三角形等边对等角的性质,画出图形,进行分类讨论是解题的关键.
【跟踪专练3】如图所示,已知是半圆的直径,O为圆心,点C在上,于点D.若,则的长为()
A.8 B.10 C.4 D.5
【答案】B
【分析】设半圆的半径为,则,圆心到点的距离,利用勾股定理列方程,解方程求半径,求的长度.
【详解】解:设半圆的半径为,则,圆心到点的距离,
,
,
连接,
,
∴是直角三角形,
根据勾股定理: ,
代入已知,得:
,
解得,,
,
∴.
故答案为:B.
题型2.圆周角定理
【典例】如图,在中,,是上一点,则______.
【答案】
【分析】根据圆周角定理:同弧所对的圆周角等于圆心角的一半进行求解即可.
【详解】∵,
∴优弧所对应的圆心角为,
根据圆周角定理得:
∴优弧所对应的圆周角为 .
【跟踪专练1】如图,是的直径,C是上一点.若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】本题考查了圆周角定理,等腰三角形的性质,解题的关键是熟练掌握圆周角定理:在同圆或等圆中,同弧或等弧所对的圆周角相等,都等于这条弧所对的圆心角的一半.
【详解】解:,
,
又,
,
【跟踪专练2】如图,,都是的半径,,平分,则________°.
【答案】
【分析】设,先利用圆周角定理求出,根据,求出,再利用等边对等角以及角平分线的定义列方程求解即可.
【详解】解:设,
∴,,
∵,
∴,
∵平分,
∴,
解得,
∴.
【跟踪专练3】如图,点A、B、C、D为上的点,四边形是菱形,则的度数是()
A. B. C. D.
【答案】D
【分析】连接,根据菱形的性质和圆的半径相等,可证得和均为等边三角形,从而求出圆心角的度数,最后利用圆周角定理即可求得的度数.
【详解】解:连接,
四边形是菱形,
,
,
,,
和均为等边三角形,
,
,
与分别是弧所对的圆周角和圆心角,
.
题型3.同弧或等弧所对的圆周角相等
【典例】如图,,均在圆上,,则______.
【答案】/30度
【分析】根据同弧所对的圆周角相等,即可得出结果.
【详解】解:∵和是同弧所对的圆周角,,
∴.
【跟踪专练1】如图,是的直径,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据圆周角定理及其推论来求出,进而求出即可.
【详解】是的直径,
,
,
,
.
【跟踪专练2】如图,是的直径,,则的度数为______.
【答案】
【分析】由直径所对的圆周角为直角可得的度数,根据同弧所对的圆周角相等得到的度数,再由直角三角形两锐角互余即可得解.
【详解】是的直径,
,
,
,
.
【跟踪专练3】如图,内接于,是的直径,与交于点.若,,则( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】根据是直径得到,因此根据角的和差求出,根据三角形的内角和定理求出,即可得到,再根据三角形外角的性质即可求解.
【详解】解:∵是直径,
∴,
∵,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴.
题型4.半圆所对圆周角是直角
【典例】如图所示,在中,,以为直径作半圆O,交于点D,交于点E.若,,则的长为______.
【答案】2
【分析】连接,根据圆周角定理得出,再根据等腰三角形三线合一得出,根据求得.
【详解】解:连接,
∵为半圆O的直径,
∴,
∵,
∴是的中线,
∴,
∵,
∴.
【跟踪专练1】如图,是的直径,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】利用圆周角定理求得,据此求解即可.
【详解】解:∵是的直径,
∴,
∵,
∴.
【跟踪专练2】如图,点,,,在上,是的直径,,则的度数为________.
【答案】/70度
【详解】解:∵点,,,在上,是的直径,,
∴,
∴,
∴(同弧所对的圆周角相等).
【跟踪专练3】如图,是的内接三角形,是的直径,点为边上不与点,重合的任意一点,连接.若,则的度数可能为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据直径所对的圆周角为直角,求出,根据,求出,得出,再进行判断即可.
【详解】解:∵是的直径,
∴,
∵,
∴,
∵点为边上不与点,重合的任意一点,
∴,
∵
∴四个选项中只有A选项符合题意.
题型5.90度圆周角所对的弦是直径
【典例】下列图形中,线段是所在圆的直径的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了圆周角定理推论:度的圆周角所对的弦是直径,据此逐项分析即可得出答案.
【详解】解:A.图中直角不是圆周角,所以线段不是圆的直径,故选项不符合题意;
B.图中直角不是圆周角,所以线段不是圆的直径,故选项不符合题意;
C.图中直角是圆周角,所以线段是圆的直径,故选项符合题意;
D.图中直角是圆周角,但是点A不在圆上,所以线段不是圆的直径,故选项不符合题意;
故选:C.
【跟踪专练1】如图,以点为中心的量角器与直角三角板ABC按如图方式摆放,量角器的直径与直角三角板的斜边重合,如果点在量角器上对应的刻度为,连接.那么_______.
【答案】/35度
【分析】本题考查圆周角定理,熟练掌握圆周角定理是解题的关键.
根据“的圆周角所对的弦是直径”,可得点在圆上,再根据圆周角定理,计算即可求解.
【详解】解:由题可知,,则,
量角器的直径与直角三角板的斜边重合,,
点在圆上,
.
故答案为:.
【跟踪专练2】我国古代数学名著《九章算术》中有这样一道题:“今有圆材,径二尺五寸.欲为方版,令厚七寸,问广几何?”其大意是:今有圆形板材(如图所示的),直径为25寸,要做成矩形板材,矩形的顶点均在上,使其宽达到7寸,则的长是______寸.
【答案】24
【分析】连接,如图,根据矩形的性质可得是圆的直径,再利用勾股定理求解即可.
【详解】解:连接,如图,
∵四边形是矩形,
∴,
∴是圆的直径,
∴,
则在直角三角形中,由勾股定理得:,
即,
解得:(寸),负值舍去.
【跟踪专练3】如图,四边形中,,,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据直角确定四点共圆,然后根据圆周角定理求解.
【详解】解:如图所示,
∵,
∴四点共圆,
∵,
∴,
∵与所对的弧为,
∴.
题型6.由圆内接四边形求角度
【典例】如图,四边形内接于,若,则的度数为_________ .
【答案】/100度
【详解】解:∵四边形内接于,,
∴,
∴.
【跟踪专练1】如图,四边形是的内接四边形,若,则的度数为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【分析】根据“圆内接四边形的对角互补”即可求得答案.
【详解】解:因为四边形是的内接四边形,,
所以.
所以.
【跟踪专练2】如图,C是以为直径的上一点,点D在上,,则_______.
【答案】
【分析】根据直径所对的圆周角是直角,得出,利用三角形内角和定理求出的度数,再根据圆内接四边形对角互补,即可求解.
【详解】解:是的直径,
,
,
,
四边形内接于,
,
.
【跟踪专练3】如图,点,,,在上,,则的度数是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】根据圆周角定理可知,根据圆内接四边形对角互补即可求出的度数.
【详解】解:,,
,
四边形是的内接四边形,
,
.
题型7.求四边形外接圆的直径
【典例】如图,将正方形放在边长为的正方形网格中,点,,,均落在格点上,能够完全覆盖正方形的最小圆面的半径是______.
【答案】
【分析】根据题意得出正方形的外接圆的圆心位置,进而利用勾股定理得出能够完全覆盖这个正方形的最小圆面的半径.
【详解】解:如图所示:点O为正方形的外接圆圆心,则为外接圆半径,
故能够完全覆盖正方形的最小圆面的半径是
故答案为:
【点睛】此题考查了正方形的外接圆与外心,解题关键是得出外接圆圆心位置.
【跟踪专练1】如图,四边形的四个顶点均在上,,若是的中点,且,,则的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查垂径定理,勾股定理,利用方程解决问题,熟练掌握相关知识是解题的关键;连接,设的半径为,根据垂径定理得,列关于半径的方程求解即可.
【详解】解:连接,设的半径为,
则,,
,,
,
是的中点,
,
,
在中,,
解得,
即的半径为,
故选:C.
【跟踪专练2】在菱形中,,,的两边分别交边、于点E、F,且,记的外心为点P,则P、C两点间的最小距离为_____________.
【答案】1
【分析】连接,则:,得到当三点共线时,P、C两点间的距离最小,根据菱形的性质,求出长,证明四点共圆,得到为的直径,即可得解.
【详解】解:连接,
则:,
∴当三点共线时,P、C两点间的距离最小,
∵菱形中,,,
∴,,
∴为等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴四点共圆,
∵的外心为点P,三点共线,
∴为的直径,
∴,
∴P、C两点间的最小距离为1;
故答案为:1.
【点睛】本题考查菱形的性质,等边三角形的判定和性质,四点共圆.解题的关键是证明为的直径.
【跟踪专练3】如图,四边形内接于,是直径,连接、若,点到的距离为,则的半径长为( )
A.2 B.6 C.4 D.8
【答案】C
【分析】本题考查圆内接四边形的性质,含角直角三角形的性质,勾股定理,半圆(直径)所对的圆周角是直角,解题的关键在于熟练掌握相关知识.
根据半圆(直径)所对的圆周角是直角,证明,结合圆内接四边形的性质得到,再利用含角直角三角形的性质,以及勾股定理,建立方程求解,即可解题.
【详解】解:四边形内接于,是直径,
,
,且,
,
,
,
,
,
,
,即,
,
解得,
则的半径长为;
故选:C.
题型8.求正多边形的中心角
【典例】第四套人民币中1角硬币采用了圆内接九边形的独特设计.九边形设计呼应了中国传统文化中“九”为尊数的概念,这个正九边形的中心角等于_____°.
【答案】
【分析】根据正多边形中心角度数公式计算即可.
【详解】解:正九边形中心角度数为.
【跟踪专练1】如果一个正多边形的内角等于中心角的3倍,那么这个正多边形是( )
A.正三角形 B.正四边形 C.正六边形 D.正八边形
【答案】D
【分析】设正多边形的边数为,计算出正多边形内角和中心角,根据数量关系列出方程即可求解.
【详解】解:设这个正多边形的边数为,
∵正边形的中心角总和为,
∴每个中心角为,
∵正边形的内角和为,
∴每个内角为,
根据题意得,
解得,
∴这个正多边形是正八边形.
【跟踪专练2】如图,有一个亭子,它的地基是边长为的正六边形,则这个正六边形地基的面积是_________(计算结果保留根号).
【答案】
【分析】连接正六边形的中心与各顶点,可将正六边形分割成个全等的等边三角形,求出其中一个等边三角形的面积,再乘以即可得到正六边形的面积.
【详解】解:如图,设正六边形的中心为,
连接、,
过点作于点
多边形是正六边形
,
是等边三角形
在中,由勾股定理得:
正六边形的面积为: .
【跟踪专练3】如图,是的内接正边形的一边,点在上.若,则的值是( )
A.10 B.12 C.14 D.15
【答案】B
【分析】先根据圆周角定理求出圆心角的度数,再根据正边形的中心角公式求出的值即可.
【详解】解:∵是的圆周角,是的圆心角,且,
∴.
∵是的内接正边形的一边,
∴,
解得.
题型9.由正多边形的中心角求边数
若【典例】一个正多边形中心角的度数为,则这个正多边形的边数是_________.
【答案】9
【分析】根据正多边形的性质求解即可.
【详解】解:∵正多边形中心角的度数,
∴该正多边形的边数.
【跟踪专练1】如图,是的内接正边形的一边,点在上,,则的值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了正多边形和圆,圆周角定理,求出中心角的度数是解题的关键.连接,,由圆周角定理得,再根据正边形的边数中心角,即可得解.
【详解】解:如图,连接,,
,
,
是的内接正边形的一边,
.
故选:C.
【跟踪专练2】如图,是的内接正多边形的一条边,连接、,,则这个正多边形的边数为___________.
【答案】
【分析】本题考查圆内接正多边形的中心角性质,掌握“正多边形的边数=单个中心角的度数”是解题关键.
圆内接正多边形的每个中心角相等,且所有中心角之和为,据此进行计算.
【详解】解:圆内接正多边形的中心角之和为,且每个中心角相等.
已知该正多边形的一个中心角,设正多边形的边数为,则:
.
故答案为:.
【跟踪专练3】如图,在正边形中,,则的值是( )
A.8 B.9 C.10 D.18
【答案】B
【分析】根据圆周角定理,得到,再根据中心角的计算公式求出的值即可.
【详解】解:∵,
∴,
∴.
题型10.正多边形和圆综合
【典例】高港传统建筑中的“斗拱”构件蕴含有丰富的几何知识.某正方形斗拱构件的边长为2,其内切圆的面积为______.(结果保留π)
【答案】
【分析】根据正方形内切圆的性质,可得内切圆的直径等于正方形的边长,先求出内切圆的半径,再利用圆的面积公式计算即可得到结果
【详解】解:∵ 正方形的边长为2,正方形的内切圆直径等于正方形的边长,
∴ 该内切圆的直径为2,半径 ,
∴
【跟踪专练1】在中国传统文化中,“六”是一个吉祥的数字,六边形因此天然承载了美好的祝愿.如图,正六边形内接于,若正六边形的周长为,则的半径为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】连接、,根据正六边形的性质求出,,再证明为等边三角形,即可得出结果.
【详解】解:如图,连接、,
∵正六边形内接于,周长为,
∴,,
∵,
∴为等边三角形,
∴,即的半径为.
【跟踪专练2】如图,正方形是的内接正方形,点P是劣弧上不同于点C的任意一点,则的度数是___________.
【答案】/45度
【分析】根据正方形的性质可得,再根据圆周角定理,同弧所对的圆周角相等,可得,从而求解.
【详解】解:四边形是的内接正方形,
,
与都是所对的圆周角,
.
【跟踪专练3】如图,把(不完整)分成相等的n段弧,其中,,是其中的三个等分点,连接,.若,依次连接各等分点得到的图形为( )
A.正十边形 B.正九边形 C.正八边形 D.正六边形
【答案】A
【分析】根据圆周角定理可得,即正多边形的中心角,进而求得边数,即可求解.
【详解】解:如图,连接
∵
∴
依题意,依次连接各等分点得到的图形为正边形,其中,即正十边形
题型11.尺规作图-正多边形
【典例】如图,已知,求作:内接正六边形,以下是甲、乙两同学的作业:
甲:①先作直径;②作的垂直平分线交于点、;③作的垂直平分线交于点、;④依次连接,六边形即为所求(如图①).
乙:①上任取点,以点为圆心,为半径画弧,交于点;②以点为圆心,为半径画弧交于点;③同上述作图方法逆时针作出点、、;④依次连接,多边形即为正六边形(如图②).
对于两人的作业,下列说法正确的是( )
A.两人都不对 B.甲对,乙不对 C.两人都对 D.甲不对,乙对
【答案】C
【分析】由甲同学的作业可知,,同理可知,由乙同学的作业可知.依次画弧可得.进而即可判断
【详解】由甲同学的作业可知,,同理可知,
六边形是正六边形,即甲同学的作业正确.
由乙同学的作业可知.依次画弧可得.
六边形为正六边形,即乙同学的作业正确.
故选C
【点睛】本题考查了正多边形的尺规作图,掌握正多边形与圆的相关知识是解题的关键.
【跟踪专练1】我们可以只用圆规将圆等分,例如:将圆六等分,只需在上任取点A,从点A开始,以的半径为半径,在上依次截取点B,C,D,E,F,从而点A,B,C,D,E,F把六等分.下列可以只用圆规将圆等分的是( ).
①两等分; ②三等分; ③四等分.
A.② B.①② C.①③ D.①②③
【答案】B
【分析】本题考查正多边形与圆、尺规作图、等分圆周等知识,解题的关键是理解将圆六等分的方法,属于作图中的难题.
通过圆规六等分圆后,可以利用六等分点间接得到两等分点和三等分点,但四等分点无法仅用圆规得到.
【详解】解:∵ 只用圆规可完成圆的六等分,
可以利用六等分点间接得到两等分点和三等分点,
但无法只用圆规得到四等分点,
∴ ①②可行,③不可行,
故选:B.
【跟踪专练2】如图,、、是上顺次三点,若、、分别是内接正三角形、正方形、正边形的一边,则______.
【答案】12
【分析】如图,连接OA、OC、OB,根据角的转换求出中心角即可解决问题.
【详解】如图,连接OA、OC、OB.
∵若AC、AB分别是内接正三角形、正方形的一边,
∴,,
∴,
由题意得:,
∴12,
故答案为:12.
【点睛】本题考查了正多边形与圆:把一个圆分成n(n是大于2的自然数)等份,一次连接各分点所得到的多边形是这个圆的内接正多边形,这个圆叫做这个正多边形的外接圆,熟练的掌握正多边形的有关概念是解答本题的关键.
【跟踪专练3】如图,正八边形ABCDEFGH内接于☉O,点P是上的任意一点,则∠CPE的度数为____.
【答案】.
【分析】连接OD,OC,OE,利用正八边形的中心角的定义,计算圆心角∠COE,根据圆心角与圆周角的关系定理计算即可.
【详解】连接OD,OC,OE,
∵八边形ABCDEFGH是正八边形,
∴∠COD=∠DOE==45°,
∴∠COE=45°+45°=90°,
∴∠CPE=∠COE
=45°.
故答案为:45°.
【点睛】本题考查了正多边形的中心角,圆心角与圆周角关系定理,连接半径,构造中心角是解题的关键.
解答题
1.如图,试列举出中的一条直径、两条半径、三条弦、三段弧、三个圆周角和三个圆心角.
【答案】直径:;半径:,;弦:,,;弧:,,;圆周角:,,;圆心角:,,(答案不唯一)
【详解】解:直径:;
半径:,,,,;
弦:,,,,;
弧:,,,,,,,,,,,,,,,,,,,;
圆周角:,,,,;
圆心角:,,,,,,,,,.
2.如图,是的外接圆,为直径,点D在上,且,延长交于点E,连接,.
(1)求证:.
(2)若,,求的长.
【答案】(1)证明:∵是的直径,为上一点,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,即,
∴,
∵,
∴.
(2)
【分析】(1)根据圆周角定理得到,则,再利用等腰三角形的性质和三角形内角和定理得到,进而得到,再利用圆周角定理可得结论;
(2)连接,利用(1)的结论和圆周角定理得到,,可得,然后利用勾股定理计算的长即可.
【详解】(1)略
(2)解:如图,连接,
由(1)可知,
∵
∴,
∴,
∵,
∴,
∴.
3.如图,在中,直径与弦相交于点P,,.
(1)求的大小;
(2)已知圆心O到的距离为4,求的长.
【答案】(1)
(2)8
【分析】(1)由同弧所对的圆周角相等求得,根据三角形外角性质求解即可;
(2)过点O作于点E,则,根据垂径定理以及三角形中位线定理即可求解.
【详解】(1)解:根据同弧所对的圆周角相等可得到,
∵,,
∴;
(2)解:过点O作于点E,则圆心O到的距离,,
∵O是的中点,
∴是的中位线,
∴.
4.如图,为的直径,,为圆上的两点,,交于点.
(1)求证:;
(2)若,,求的半径.
【答案】(1)∵是的直径,
∴.
又∵,
∴,
即.
∴.
∴.
(2)10
【分析】(1)由直径所对的圆周角为直角与,得垂直于,根据垂径定理可得平分弧,进而可证对应圆心角.
(2)设圆O半径为r,则长度可表示为;由垂径定理可知E为中点,得长度为的一半;在中,根据勾股定理列关于r的方程,求解即可得到半径.
【详解】(1)略
(2)解:设的半径为,
∵,
∴.
∵, 由(1)知,,
∴.
在中,由勾股定理,
代入得 ,
解得.
因此,的半径为.
5.四边形中,.
(1)如图1,经过、、三点作,求证:点在上;
(2)如图2,连结、,若,求证:.
【答案】(1)证明:连接,
,且经过、、三点,
为直径,
,
点在上.
(2)证明:取中点O,连接,,
∵,
∴
,
垂直平分
.
【分析】(1)连接,由,且经过、、三点,得到为直径,再根据,得到点在上.
(2)取中点O,连接,,由直角三角形斜边中线得到,即可得到垂直平分,得到.
【详解】(1)略
(2)略
6.如图,四边形内接于,于E,平分,延长交于F,分别交,于G,H.
(1)求证:;
(2)若,求的度数.
【答案】(1)见解析
(2)
【分析】(1)根据圆周角定理得到,证明,即可得到结论.
(2)根据圆内接四边形的性质得到,根据等腰三角形的性质得到,根据补角的定义即可得到答案.
【详解】(1)证明:平分,
,
,
,
和是所对的圆周角,和是所对的圆周角,
,
,
,
,
,
,
;
(2)解:四边形内接于,
,
,
,
,
,
.
7.中国古代窗户的设计体现了深厚的文化和智慧,如图所示的是一个正八边形窗户示意图,点是该正八边形的中心,分别为边的中点.连接,求的度数.
【答案】
【分析】本题考查了正多边形的性质,等腰三角形的性质,熟练掌握正边形的每个中心角都等于是解题的关键.
连接,根据点是正八边形的中心,求得,然后根据等腰三角形的性质,得解答即可.
【详解】解:如图,连接.
点是正八边形的中心,
,
又是的中点,
.
8.如图,正六边形内接于为上一点,连接.
(1)求的度数;
(2)当点为的中点时,是的内接正边形的一边,求的值.
【答案】(1)
(2)12
【分析】本题主要考查了正多边形和圆以及圆周角定理、正六边形的性质,解题的关键是熟练掌握同弧所对的圆周角等于圆心角的一半.
(1)连接,先根据正六边形的性质求出圆心角的度数,再根据同弧所对的圆周角等于圆心角的一半,进行求解即可;
(2)连接,,,求出圆心角的度数,再根据度数关系求边数即可.
【详解】(1)解:如图1,连接,
正六边形内接于,
.
;
(2)解:如图2,连接,,,
正六边形内接于,
.
点为的中点,
,
.
9.解决以下问题
(1)如图1,等腰内接于,,,连接并延长交于点D,交于点H.请你仅使用无刻度的直尺在图1中作出一个正六边形,保留作图痕迹(作图过程用虚线表示,作图结果用实线表示);
(2)如图2,是的外接圆,,P是⊙O上一点,请你只用无刻度的直尺,在⊙O上画一点D,使得平分;
(3)如图3,在5×5的网格中,的三个顶点都在格点上,圆是的外接圆,只用无刻度的直尺在图3中上画出点F(点F不与点C重合),使得.
【答案】(1)正六边形为
(2)点即为所求
(3)点即为所求,
【分析】(1) 由已知条件可证为等边三角形,利用等边三角形外心的性质,结合对顶角相等,将圆周三等分后再将每段弧二等分,得到六段相等的弧,对应弦长构成正六边形;
(2) 利用等腰三角形外接圆的性质,所在直线为的垂直平分线,延长交圆于点,则为的中点,再利用等弧所对圆周角相等,可得平分;
(3) 利用网格构造全等三角形,通过对应角相等得到圆周角相等,进而得到所对弧相等,确定点的位置.
【详解】(1)解:,,
为等边三角形,
,
的延长线交于点,
为的直径,
,
,
分别连接、并延长,交于点、,
、、三点共线,
,
,
、、三点共线,
,
,
圆上相邻两点间的圆心角均为,
弦,
顺次连接点、、、、、,所得六边形即为正六边形.
(2)解:连接并延长,交于点,点即为所求。
,
点在的垂直平分线上,
为外接圆的圆心,
点在的垂直平分线上,
直线为的垂直平分线,
直线平分,
点为的中点,
,
,
平分.
(3)解:在点上方个单位处取格点,在点右侧个单位处取格点,连接交于点(不与重合),点即为所求。
,,,
,,,
,,,
,
,
点在直线上,
,
,
.
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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